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"Mikroreaktorik für High-Throughput-Einzelzellkultivierungen von Mikroorganismen"
Dr.-Ing. Josef Metze, Dr. Karen Lemke und Dipl.-Ing. Andreas Grodrian
(Institut für Bioprozess- u. Analysenmesstechnik e.V. (iba) in Heiligenstadt)
Dipl.-Biol. Karin Martin und Dr. Martin Roth
(Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e. V.
- Hans-Knöll-Institut (HKI) in Jena)
Dr. Thomas Henkel
Institut für Physikalische Hochtechnologie e.V. (IPHT) in Jena
Prof. Michael Köhler
Technische Universität Ilmenau (TUI)
Schon seit Tausenden von Jahren nutzen die Menschen Mikroorganismen bei der Herstellung von Lebensmitteln: Brot, Wein und Essig wären uns nicht vergönnt ohne das "heimliche" Wirken der Mikroorganismen. Ihre Anwendung ist heute nicht mehr auf die Lebensmittelproduktion beschränkt, sondern die von Mikroorganismen erzeugten Wirkstoffe finden vielfältige Anwendungen auf dem Gebiet der Lebenswissenschaften; das wohl bekannteste Beispiel ist das Penicillin. Unsere Kenntnis der Mikroorganismen und der von ihnen produzierten Naturstoffe ist jedoch noch sehr begrenzt, weil bisher weniger als 1% der in der Natur vorhandenen Mikroorganismen kultiviert werden konnten.
Unter Nutzung moderner Technologien der Mikroverfahrenstechnik ist es der interdisziplinären Forschergruppe von Wissenschaftlern und Ingenieuren aus drei Thüringer außeruniversitären Forschungsinstituten und einer Thüringer Universität gelungen, ein neues Verfahren zur Kultivierung und Charakterisierung bislang unbekannter Mikroorganismen zu entwickeln. Dabei werden in mikrofluidischen Chips - basierend auf dem Prinzip der räumlichen Trennung durch nicht mischbare Flüssigkeiten - in großer Zahl miniaturisierte Kulturräume für Einzelzellen hergestellt. Mit dieser Lösung wird das Screening nach neuen Wirk- und Wertstoff bildenden Mikroorganismen entscheidend verbessert. Die Leistungsfähigkeit des Konzeptes wurde bereits durch die Auffindung eines neuen, Antibiotikum bildenden Bakterienstamms nachgewiesen. Derzeit erfolgt die wirtschaftliche Umsetzung des neuen Verfahrens unter Beteiligung Thüringer Unternehmen.
Das entwickelte Prinzip der Mikrofluidsystem-Kultivierung im segmentierten Fluss eröffnet über die Suche nach neuen Mikroorganismen hinaus ganz wichtige Wege in der pharmazeutischen, medizinischen, biotechnologischen und Umwelt-Diagnostik.
Entscheidend für den Erfolg war die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus den Fachgebieten Mikrobiologie, Bioprozesstechnik, Mikrosystemtechnik und Messtechnik.
Laudatio:
Prof. Dr. Stephanus Büttgenbach
Technische Universität Braunschweig
Direktor des Instituts für Mikrotechnik
Vorsitzender der VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro- und Feinwerktechnik
Laudatio zum Forschungspreis 2005 in der Kategorie "Angewandte Forschung" als pdf
(PDF-Datei zum Download - Größe: 18084 Byte)
Institut für Bioprozess- u. Analysenmesstechnik e.V. (iba) in Heiligenstadt